光谱技术论文篇（1）

1 拉曼光谱的发展

1928年，一个叫C.V.Raman的印度物理学家发现一种散射光谱，并称之为拉曼光谱。刚发现该光谱的时候它的聚焦必须要用日光来当光源，后来人们慢慢发现汞弧灯的聚集性更好更方便，就用汞孤灯替代了日光。但是汞弧灯存在强度不太高、单色性差等缺点，这在一定程度上阻碍了拉曼光谱的发展。到60年代后，微弱信号检测技术得到改善，计算机应用普及，又引入激光光源，这些都给拉曼光谱的发展带来了新的转机。再后来，激光拉曼探针的出现使拉曼光谱技术出现了质的飞跃。

2 拉曼光谱的特点

分子的简正振动过程中极化率的变化的大小不能决定红外光谱中的谱线强度，但是能决定拉曼光谱的谱线强度，这也就使得通过拉曼光谱可以检测红外光谱仪中无法检测出来的信息。拉曼效应是所有分子的共性，且其存在的形态不影响这一效应，这也说明拉曼效应具有普遍性。用拉曼散射光谱检测样品时，样品不需要特殊制备，样品数量的多少也无所谓，在探测样品时拉曼散射采用光子探针，这种探针不会损伤样品，可保全样品的完整性。

3 拉曼光谱在不同研究领域的应用

3.1 在无机材料中的应用

在研究低维纳米材料的众多方法中，拉曼光谱法俨然成为了首选。在纳米材料中，包括组成成分、键合类型、制备纳米材料的方法以及制作工程中必要的热处理环节，都能影响纳晶界结构本身又比较复杂，这就使得纳米材料的研究难以进行，而拉曼光谱法恰恰可以解决这一问题，纳米材料的结构信息可以通过拉曼频率表现出来。所以不管是从纳米材料的分子结构去分析，还是从键态特征角度去看，又或者是进行其定性鉴定，都能利用拉曼光谱获得重要信息资料。

3.2 在矿床学中的应用

拉曼光谱法可应用在矿床学中，对沉积有机质或有机碳质物进行研究。沉积有机质会发生热蚀变现象，拉曼光谱对这种变化异常敏感，所以有机质的拉曼光谱会随着演化阶段而发生系统性的变化。根据这一特性，研究沉积有机质时，就可以依靠有机质的拉曼谱图建立拉曼谱参数回归方程，再利用方程计算源岩的埋藏历史、沉积环境，然后综合分析判定其具有的油、气潜力。拉曼光谱在一定程度上促进了矿床学的研究。

4 拉曼光谱技术

4.1 表面增强拉曼光谱技术

在一些特殊的金属良导体表面或溶胶的制备过程中，表面增强拉曼散射的吸附分子的拉曼散射信号远大于普通拉曼散射信号。拉曼光谱最显著的缺点是灵敏度很低，而表面增强拉技术恰好克服了这一缺点，并且能够获得常规拉曼光谱不易获得的结构信息。这也就是表面研究、吸附界面表面状研态究等都运用表面增强拉曼光谱技术的原因。

4.2 高温拉曼光谱技术

运用高温激光拉曼技术时，拉曼光谱的谱峰频率、位移、峰高、峰、峰面积及其包络线的量化解析都会发生变化。因此，工业冶金、制作玻璃、研究地质化学、探究晶体的生长等涉及固体的高温相变过程，熔体的键合结构的研究领域，通常都会使用高温拉曼光谱技术。

4.3 共振拉曼光谱技术

要想提高分子的某个或几个特征拉曼谱带强度，并使其达到正常拉曼谱带的104～106倍，就必须用到共振拉曼光谱技术。共振拉曼光谱不仅弥补了拉曼光谱灵敏低这一缺点，同时它还具有一个非常大的特点，就是只要共振拉曼光谱产生的激光频率与待测分子的电子吸收峰接近或重合时，就可以观察到泛音及组合振动光谱，这在常规的拉曼光谱中是极难见到的。共振拉曼光谱的高灵敏性，用于低浓度检测再好不过，甚至可以不加任何处理就得到人体体液的光谱图。若要其灵敏度可以达到单分子检测，只需将共振拉曼光谱技术与表面增强技术相结合。

4.4 共焦显微拉曼光谱技术

要想提高分子强度，就必须用到共振拉曼光谱技术。共振拉曼光谱不仅弥补了拉曼光谱灵敏低这一缺点，同时它还具有一个非常大的特点，就是只要共振拉曼光谱产生的激光频率与待测分子的电子吸收峰接近或重合时，就可以观察到泛音及组合振动光谱，这在常规的拉曼光谱中是极难见到的。共振拉曼光谱的高灵敏性，用于低浓度检测再好不过，甚至可以不加任何处理就得到人体体液的光谱图。若要其灵敏度可以达到单分子检测，只需将共振拉曼光谱技术与表面增强技术相结合。

4.5 傅立叶变换拉曼光谱技术

从20世纪90开始，傅立叶变换拉曼光谱逐渐发展起来。在1987年，第一台近红外激发傅立叶变换拉曼光谱（N IR FT-R）仪面向世界，由Perkin Elmer公司推出了。为了减弱荧光背景，照射样品采用的是1 064mm的近红外激光。此后，化学、生物学和生物医学样品的非破坏性结构分析研究中都有用到傅立叶变换拉曼光谱技术。

4.6 拉曼光谱与其他仪器联用技术

拉曼光谱与其他仪器的联用与其单独使用相比，可以获得更多的有用信息，且信息的可靠度也得到大大提高。正是如此，拉曼光谱仪和这些不同仪器的联用得到了全球各地的研究单位的密切关注，并且开始着手研究。

5 结论

通过以上理论分析，我们可以总结出来这样一个结论：拉曼光谱技术是所有化学、物理技术中最为卓越的，而拉曼光谱仪的发展对各个领域的研究都有着非凡的意义。

参考文献

[1]冯艾，段晋明，杜晶晶，等.环境水样中五种多环芳烃的表面增强拉曼光谱定量分析[J].环境化学，2014，33（1）：46-52.

[2]王松，付作鑫，王塞北，等.银基电接触材料的研究现状及发展趋势[J].贵金属，2013，34（1）：79-83.

[3]周凤羽，尤静林，王媛媛，等.钨酸铅晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究[J].光谱学与光谱分析，2013（6）：1507-1510.

[4]许永建，罗荣辉，郭茂田，等.共聚焦显微拉曼光谱的应用和进展[J].激光杂志，2007（2）：13-14.

[5]张延会，吴良平，孙真荣.拉曼光谱技术应用进展[J].化学教学，2006（4）：32-35.

光谱技术论文篇（2）

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

1 前 言

现代遥感不仅能提取地质和蚀变信息, 还能进行其他手段无法进行的有效填图, 结合地球物理、地球化学、野外和实验室光谱等, 并且加深对矿床成因的理解。

2 测谱学基础

反射光谱是化学家和矿物学家在1900年就开始应用的技术,WW Coblenz 1905) 1910年出版了矿物红外光谱数据Farmer出版了理论和实用方面的专著,Marel等编纂了粘土矿物光谱; Hunt等 出版了主要是土壤中的矿物的光谱, 包括氢氧化物, 氧化物, 层状硅酸盐, 碳酸盐和硫酸盐; Hunt等 编辑了矿物短波红外光谱, 目前被广为应用。

除VN IR-SW IR 识别的铁氧化物赤铁矿、针铁矿、褐铁矿和硫酸盐黄钾铁矾外, Thompson等[ 16] 综述了用PIMA-II进行蚀变矿物填图的技术与实例。PIMA-II主要识别粘土矿物、碳酸盐矿物和硫酸盐矿物(表1, 2)。没有识别铁氧化物的波段, 不如ASD光谱仪全面。

表1 SW IR 识别矿物的勘查应用实例

表2 用于矿产勘查的在SW IR有特征吸收的矿物(黑体字为关键矿物)

3 宽波段遥感

TM /ETM是我们工业的关键技术, 主要识别粘土矿物和铁氧化物。1999年发射升空的ASTER, 在粘土区SW IR有5个波段, 提供了区分粘土矿物类型。

3.1 Landsat TM 信息提取技术

用于蚀变填图和区域地质概览和靶区选择。1972年发射MSS, 80 m分辨率, 没有SW IR 波段, 能探测铁氧化物和区域地质概览, Landsat1-4 类似;1982年发射的Landsat5有30m 分辨率, 在SW IR有7波段；999年发射的Landsat7加上了15m分辨率的Pan波段, 探测简单的铁氧化物和粘土；2003年因扫描线校正仪( SLC )故障, ETM 不再接收。Sab ine 对处理技术进行了综述, C rosta等综述了主要的处理技术如下:

(1) Abrams 波段比值算法: 使用指定的影像创建RGB 合成图。R 图层对应粘土比率( B and 5 /Band 7), G 图层对应铁比率( Band 3 /Band2) , B图层对应植被比率( Band 4/Band3)。

(3) 选择性主成分分析: 选择2个波段做主成分分析； 选择B and1和Band3做PCA 变换, 其中第二主成分PC2代表铁比率；PC2中Band1对应的成分为负值, 应该对PC2* ( - 1), 这样才能使像素值大的像元对应高铁比率；选择Band5 和Band7做PCA 变换, 其中第二主成份PC2代表粘土比率；如果PC2中Band5对应的成分为负值, 应该对PC2* (-1) , 这样才能使像素值大的像元对应高粘土比率。

(4) 定向主成分分析 : 将Band4 /B and3 的结果和Band5 /Band7的结果进行PCA 变换, 其中第二主成分PC2代表粘土比率; 将Band3 /Band1 的结果和Band4 /Band1的结果进行PCA 变换, 其中第二主成分PC2代表铁比率。

3.2TM /ETM 应用

3.2.1Crosta技术的国外应用

Crosta技术是TM 数据处理的成功突破, 可避免如植被等假信息, 保留原始信/噪比。自Crosta技术提出以来, 该技术被持续应用于矿床蚀变岩增强中 。

内华达是新发现的金矿区。用Crosta技术在详细地质填图的密集勘探区, 新发现了表生蚀变带: 400 m ×600 m 的沸腾脉群, 即方解石后的叶片状石英和角砾。这里从未被填图出来和立桩标界与钻探, 2004年首选钻探。表明1982年来的TM仍可导致新的发现 。

3.2.2 ASTER应用和ASTER与TM /ETM联合应用

ASTER提供UTM投影, 但需要线性移动200 m保证精度。ASTER 矿物提取要结合野外光谱测量。用经验线法等大气校正后的光谱与原始像元光谱往往有大的差异在发射仅2年后的2001年在N evada识别了石膏及其2个矿物种, 鼓舞人心, 后继持续应用。

4 高光谱遥感

4.1高光谱技术的发展

过去40年, 测谱学、机载、星载传感器技术和软件技术长足发展, 使高光谱成为常规的矿产勘查技术。

实验室和野外光谱测量学: 20世纪60~ 70年代Hunt等开始岩矿光谱测量。

20世纪70年代开始用TM 探测粘土矿物和铁氧化物; 80年代JPL 开发了50 kg 重至少2人操作的野外光谱仪: PFRS, GER 也开发了很重的红外智能野外光谱仪: IR IS；10年后, JPL 又开发了便携式红外辐射仪: PFES; 90 年代私人公司开发了轻便的光谱仪: ASD、PIMA, D&P 开发了野外热辐射光谱仪; 野外测量光谱用于定标机载和星载光谱数据。

( 3) 高光谱数据: 高光谱数据量在1景10 km2以1m 分辨率、最小12-b it辐射分辨率要获取5 GB数据, 只有90年代后的计算机才可处理, 数据需要定标、校正, 需要ENV I这样的软件处理。

(4) 高光谱测量科学: 过去20年的经验表明:10 nm光谱分辨率1 000 /1信噪比适合探测大部分端元矿物。但总存在光谱与空间分辨率的交易( T rade-off)。还有大气的影响, 应用4 款软件进行大气校正: ATREM、ACORN、FLAASH、MODTRAN。

4. 2航空高光谱应用

热红外遥感的物理基础是Planck定律, W ien置换定律和K irchoff定律。光谱范围为2. 5 ~ 14 μm。热红外传感器从宽波段、多波段、高光谱测量地表热发射。宽波度热红外测量地面温度和热惯量, 多波段和高光谱作发射率填图。应用于火山、地热温度填图, 岩石、土壤物理性质分析, 岩、矿和火山气体成分分析。闫柏琨等对此进行了综述。热红外遥感对硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、粘土等进行地表矿物填图, 识别蚀变带, 数据处理流程是ENV I 软件上的高光谱数据处理流程。

4.3高分辨率图像

有同行在内蒙古乌拉特后旗三贵口超大型锌铅矿床的勘查和矿山建设设计中制作了1 B5000 和1B2000比例尺Qu ickB ird 图像(图5),

图5 紫金乌拉特后旗三贵口超大型锌铅矿床Quickbird影像

在图像中, 可以清晰地看到不同的岩石地层单元、断层分布、钻机机台、车辆以及以前施工的探槽等, 为勘查钻孔等工程的布设以及矿井选厂布设以及建设提供了强有力的依据。另外, 在坦桑尼亚一些矿权区为新区, 工作程度很低, 借助高分辨率遥感图像, 对矿区的快速评价以及下一步的勘查部署起到事半功倍的作用, 节省了大量的人力、物力和和时间。也就是说高分辨率遥感图像对无论是工作程度很低的地区、高级勘查区以及矿山建设都可以提供快捷有效的帮助。

6 结 语

应用Crosta等技术找矿, 需要围绕主成矿带, 系统研究成矿背景、普适与

局部成矿模型, 选择能形成大富矿床的工业类型, 作为找矿目标, 运用ETM、ASTER、ALOS、Quickb ird等数据和地面、航空高光谱, 系统制图, 凝炼靶区, 集中在不大的重点区, 开展系统深入的野外验证工作。找到矿床, 野外是关键。而且, 野外人员与数据处理人员需要互动。

遥感技术主要应用于前期勘查, 但目前的宽波段、高光谱、高分辨遥感数据也可以应用于“新区开拓”、“老区扩边”、勘探工程规划部署等各个环节。遥感可以从成矿靶区的圈定明确从地面开始的目标；高空间遥感数据, 如Qu ickb ird, 可以应用于1B5 000, 1B2 000大比例尺制图, 应用于大比例尺勘探和勘探工程部署。尤其是在主成矿区(带) , 在不同的矿产勘查、勘探阶段, 可以运用从宽波段到高光谱、高分辨遥感数据, 从1B100 000到1B2 000系统填图、勘查。

参考文献

光谱技术论文篇（3）

从当今水环境的具体情况来看，水质污染现象不容小觑，这同时也作为世界各国需要共同处理的问题。因此，怎样采取有效的措施对水体污染现象加以控制，使水资源可以得到恰当的使用，是目前水资源使用中人们迫切关注的话题。采取科学合理的水质检测，能够在最短的时间检查出水体的具体情况，这一检测结果对相关人员制定合理的解决措施提供重要的参考依据。对此，本文主要以基于紫外光谱分析角度出发，对当前水质监测技术进行分析，提供给相关人士，旨在提高我国水质检测技术水平，为我国的经济建设做出贡献。

1 紫外光谱分析技术原理概述

在水资源的管理以及开展保护的过程中，水质检测作为管理以及保护的关键所在，与此同时也能够在某种程度上对环境加以保护的主要途径。当前，随着水资源的匮乏，水污染现象逐渐加剧，再加之自然灾害的频繁出现，对水质监测工作提出了更多的要求；c此同时，因为上述情况的出现，促使水质监测工作的形式也在日益改变。在这种发展形势下，所产生的技术原理主要体现在以下内容：

对于水质监测工作来说，使用范围最广泛的检测手段就非紫外光谱法莫属了，这一方式的主要原理是依据物质所产生吸收率存在的区别对物质所含有的成分进行确定。在水环境污染的水体中，相关人员通过采取紫外光谱分析的手段能够准确找到相应的污染物，特别是所含有的不饱和有机物。所以，相关人员在使用紫外吸收光谱对水质的具体状况进行检查的过程中，能够依据所得到的结果来掌握水质的污染情况。对目前水质检测工作的开展过程中，紫外光谱分析技术主要包含以下两种：一种是单光检测法；另一种是连续光谱检测法，这两种手段都是将“朗伯-比尔定律”当作基础，而单光谱分析法通常是参考波长所具体的浓度做好相应计算的；而连续光谱检测法一般是利用附加性质来做出综合考虑的一种参数手段。

2 紫外光谱分析的水质监测技术发展与研究现状

2.1 单光谱检测

单光谱检测法是利用单管探测器进行紫外光吸收检测的测量方法，这一方法检测的是在某一特征波长处的水质参数，通过对统一水体环境中的多个水域进行多次采样并测量分析，得出有效的吸光度值和水体中含氧量等相关参数的回归曲线，并根据其中相应的关系计算得出水样的相关参数值。

相较于传统的水质监测方法，单光谱检测技术不需要化学分析试剂，其采样和分析仪器结构相对简单，进行维护时所涉及的工作量较小，这些优点都使得单光谱检测技术在水质检测中有了广泛的应用。但是针对于不同性质的水体而言，由于单光谱法仅仅是采用单波长或者是双波长处测量得到的吸光度值来反映COD/BOD等水质参数，因此单光谱检测法也存在着适用范围小、测量精度低和测量分析的相关性差等问题。

2.2 连续光谱检测

连续光谱检测法是利用连续的紫外光谱区对水样进行扫描，从而获得连续的水质之中的吸光度信息，通过多元化的分析手段获取水质中的各个参数，分析得出各数据中所包含的水体特质信息，根据以上数据建立光谱数据和水质参数两者之间的校正模型，以此模型为工具具体分析水质参数。连续光谱可以有效的提高测量精度，相对于单光谱分析法而言具有较为广泛的适用范围，有力的提高了测量分析的相关性，连续光谱在进行水质监测的过程中，需要有化学计量学的方法联合使用以提高分析的有效性。

3 紫外光谱分析的水质监测技术发展趋势与关键问题

随着紫外光谱分析检测手段使用到相应的水质检测工作中，水质监测对相应的检测设备所具有的性能提出了愈来愈多的要求。所以，目前水质监测手段的大力普及下使相关检测设备面临着更严峻的挑战。因此，无论是微型化还是智能化的需要变得尤为迫切。随着当前信息技术的日益发展下，科技的脚步逐渐紧跟时代的潮。所以，相关人员在对水质进行检测的过程中，直接光谱检测手段慢慢成为未来发展道路上的趋势。相信在未来的监测工作中，下面两种内容可以说是在发展中迫切需要解决的主要问题。

3.1 分析仪器的微小型化

随着紫外光谱分析技术在水质监测工作中的广泛应用，其中所使用的仪器要求也逐渐的趋向于高性能、低成本。同时，紫外光源的小型化发展也在水质监测工作发展的过程中逐渐的成为了亟待解决的关键性技术问题。随着紫外光谱技术的发展，卫星光谱仪逐渐成为了现代研究的热点，卫星光谱仪在环境监测、军事分析、生物医药以及科技农业等多个领域中都将有广阔的应用前景。除此之外，为了更好的实现对水环境的长期稳定的检测，提高监测的时效性，紫外光源的小型化逐渐有了高寿命、稳定性强和快速启动等要求，在目前的紫外吸收光谱技术研究中，主要的研究内容包括小型化脉冲氦灯和无极气灯两方面。

3.2 分析技术的自动化

目前，相关人员在对水质进行检测的过程中，不管是就人工采样实验室还是到自动采样研究等一系列工作，慢慢使用到了无线传感网络手段，进而可以在第一时间掌握水资源带来益处，该技术使用到主要的技术中关键在于如何开展对相应清洗工作进行的检测。对于水质检测来说，采取探头清洗的方式主要分成以下两种：一种是采用压缩空气清洗；另一种是机械清洗。对探头的清洗效果会对测量所产生的准确性带来直接的影响。当前，我国水质监测的手段无论是在时间、还是在位置上都取决于瞬时水样，相关人员将它们带回到实验室中加以研究，这种检测手段的不足之处在于不能在最短的时间内得到相应的动态数据。

结束语

通过以上内容的论述，可以得知：从紫外光谱分析的角度出发，对水质检测手段进行了分析得到了诸多的优点，尤其是单光检测法以及相应的连续光谱检测手段都在很大程度上为水质工作的检查提供重要的参考依据。并且随着这一技术的使用，相关人员可以在未来的道路上能够对自动化进行分析，旨在希望紫外光谱分析技术在未来的发展道路上值得大力的推广。

参考文献

[1]梁国文.浅谈建筑装饰材料在室内设计中的创新性运用[J].建筑工程技术与设计，2016（21）.

[2]陈良涛.建筑装饰材料在室内设计中的创新性运用[J].城市建设理论研究：电子版，2013（18）.

光谱技术论文篇（4）

文章编号：1004-7484（2013）-11-6864-01

中药饮片是在中药理论的指导下，根据辨证施治和调配制剂的实际需要，对中药材进行一定的加工炮制而形成的产品。由此可以看出中药材的质量也就决定了中药饮片质量的优劣，而中药饮片的质量对临床中药制剂的质量和药效也起着决定性作用。但长期以来国缺乏对中药饮片的质量标准和控制等有效的法律法规。因此，中药饮片质量的检测和控制对于保证中药疗效和广大人民安全使用中药有着非常重要的意义。基于此论文对中药黄连片活性成分进行了检测，现将分析报道如下。

1中药黄连饮片活性成分的检测方法及过程分析

1.1中药黄连饮片活性成分的检测方法分析中药黄连为毛莨科植物黄连、三角叶黄连或云连的干燥根茎，黄连的主要活性成分有小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱等，具有清热燥湿、泻火解毒等功效[1]。由于其主要活性成分多数具有荧光，所以采用荧光光谱成像技术对黄连饮片进行检测。光谱成像技术是一门新兴的技术，是传统的二维光学成像技术和光谱技术有机结合的产物[2]。另外，这种技术还集中了光学、光电子学、电子学、信息处理学、计算机科学等领域的先进技术。光谱成像技术运用范围很广，可以进行图像采集、显示、处理和分析解释等[3]。中药黄连饮片活性成分分布的检测主要是通过光谱成像技术构建中药黄连饮片是我光谱成像指纹图谱，从而实现黄连饮片的活性成分空间分布检测，这种检测方法不仅科学，而且可靠、准确。检测结果可以为入药部位选择及饮片质量的评价提供依据。

1.2中药黄连饮片活性成分的检测过程分析在进行实际检测时要先调节系统接收端的高度，以保证达到最大的空间分辨率。然后根据药物的特点设置系统中的参数，主要包括光谱分辨率参数、范围参数和接收器曝光时间参数等，这些参数会根据不同的药品做不同的调整。中药黄连饮片活性成分分布的检测时这些参数的范围是光谱分辨率参数5nm、范围参数480-680nm、接收器曝光时间参数800ms。接着将被检测物品放置到载物台上，要注意调整紫外光源和载物台的相对位置，使其均匀激发显示出若干个狭窄的光谱带。最后用计算机专用软件对检测所得到的数据图像进行处理。2中药黄连饮片活性成分的检测数据分析

中药黄连根部有皮层、木质部、髓部三个部位，这三个部位是可以直接通过肉眼观察到的，但是看不到的是这三个部位中所含有的活性成分是不相同的，甚至存在很大的差异。这种特性的判别只有通过实验才能得出，用光谱成像技术分别在三个人工选取10×10像素的小区域内对这三个部位的活性成分进行检测发现三个部位的光谱曲线存在明显的差异[4]，其光谱曲线平均值如下图所示（图1）。木质部、髓部和韧皮部的峰形和峰位相似显示性较大，而峰面积却存在较大的差异。通过对光谱图像的重构和分类处理，可以清晰地看出中药黄连各部分的活性成分的空间分布状况。统计三个部位中的像素所占面积的对比情况，结果显示，木质部、髓部、皮层各自占的总面积分别为30.3%、18.5%、51.5%。由此可以看出，中药黄连饮片中的主要活性成分在木质部中含量最高、其次是髓部、皮层中的含量最低[5]。3中药黄连饮片活性成分的检测结果讨论

论文对中药黄连饮片活性成分检测的目的是为了观察了解中药黄连饮片中活性成分的分布，有效的对其药用部位进行质量评价。论文以中药黄连饮片为研究对象，结合中药鉴定学与分析化学知识，运用光谱成像分析技术对中药黄连饮片活性成分进行检测。通过对中药黄连饮片活性成分的检测数据的分析，可以看出中药黄连饮片不同组织结构中活性成分的分布差异性比较明显，而且这也直接决定着入药部位的如何选择，但目前中药入药部位的选择主要通过经验来判断的，这对药效的发挥及药品质量的控制都是非常不利的。论文运用荧光光谱成像分析技术对黄连饮片的活性成分进行了检测，实验结果显示可以通过分析黄连饮片不同组织部位的光谱特征，运用主成分分析法确定检品活性成分的空间分布。同时，还可以进一步通过图像分割，获得饮片各组织结构的空间分布及其活性成分的相对含量，这些数据都可以为入药部位的质量控制提供依据。4结语

通过论文的研究发现黄连饮片根茎的不同部位中所含的活性成分量存在一定的差异，其中木质部中含量最高、皮层中的含量最低。同时，论文还可检测出不同部位像素所占的空间面积比例，有效的检测出活性成分具体的分布情况。这些数据不仅有利于确定黄连饮片的主要药效成分，而且可以为其入药提供科学依据。最后，希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供借鉴和参考。参考文献

[1]赵静，庞其昌，马骥，等.中药黄连饮片活性成分分布的检测研究[J].光谱学与光谱分析，2012，31（6）：1692-1697.

[2]李彩虹，周克元.黄连活性成分的作用及机制研究进展[J].时珍国医药，2010，21（2）：466-470.

光谱技术论文篇（5）

中图分类号： P627 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-152-2

1 遥感地质及勘查技术概述

遥感技术所取得的地面图像和数据及相应的数据和信息处理技术在地质学的应用 。又称地质遥感。遥感地质一般包括4个方面的研究内容：①各种地质体和地质现象的电磁波谱特征。②地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。③地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析。④遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用。

1.1 遥感地质勘查技术的概念

利用飞机与卫星等遥感器对检测地标的地质数据进行电磁、光谱的扫描与识别的技术称之为遥感地质勘查技术，其在地质勘探工作中的应用有助于对检测地标的地质特性进行深入分析，进而可通过摸清地质信息与地质特征为地质勘探提供更为科学可靠的理论与数据。较之传统地质勘查技术，遥感地质勘查技术具有多层次、综合性与宏观性的特点，因而地质勘查检测结果的精准性可得到大大提升。近些年，遥感地质勘查技术凭借技术先进、检测结果准确等优势在现代地质勘查工作中发挥了越来越重要的作用。

1.2 遥感地质勘查技术的特点

1.2.1 科学性

遥感技术在地质勘查工作中的应用为其数据采集环节提供了大量更具科学性的理论依据。以遥感地质勘查技术在我国的应用为例，使用卫星、飞机等高端遥感器可科学计算、检测出待检测地标的具体地质状况，有效结合电磁技术、光谱技术同现代化计算机技术以及现代化航拍器械可使地质扫描工作更具科学性，进而可为我国地质勘查与地质研究工作提供更为科学、准确的勘察数据与地质资料。

1.2.2 精确性

不断增大的矿产需求量使得我国地质勘查工作逐渐细化，这对地质勘查技术也提出了越来越高的精细化要求。遥感地质勘查技术可通过电磁技术与光谱技术的应用扫描并分析地质状况，现代地质勘查工作的精细化需求可得到满足。遥感地质勘查技术的应用实例显示，其可对地质状况进行全方位的检测与计算，这对现代地质勘查工作精确性以及矿产开采效率的提高均十分有利。

2 遥感地质勘查技术的应用

2.1 获取地质构造信息

在应用遥感技术找矿的过程中，我们可通过空间信息观察到相关地质标志，而提取空间信息的过程中则需应用到遥感技术所呈现出的与检测区域成矿相关的线性图像，从推覆体以及断裂等相似类型中提取出有用信息是这一过程中需注意的部分。遥感地质勘查技术还可应用于获取酸性岩体、火山盆地等地质的信息。由于影响遥感技术成像的因素较多，因而其在地质勘查工作中极有可能会发生地质图像模糊的情况，这将直接导致地质线性形迹和地质纹理信息无法清楚显示出来，地质勘测工作随之面临困难。针对这一问题，目前主要采用人机交互、目视解译等方式来突出显示地质构造图像中的关键信息。

2.2 通过获取植被光谱来确定矿产位置

矿区感测区中的金属或矿物较易因地下水文因素和地下微生物作用的影响而改变底层结构，随之将会对土壤层中的成分造成矿物元素增加等影响，土壤成分受到的影响将直接体现在地表的职务上。土壤层中成分的变化将会改变地表植物对金属元素的剧集程度和吸收程度，继而将会使得植物内含水量及叶绿素也发生改变，后种变化将通过植物的反射光谱特征显示体现出来，遥感技术正是利用了这一系列的变化将检测区域地表植物的反射光谱特征显示出来，并通过分析植物异常光谱信息来确定该区域是否存在矿产。不同种类的植物，甚至是同种植物的不同器官在金属含量方面将会呈现不同的特点，因而需大量收集检测矿区的植被样品，并在分析植被光谱信息的基础上统计出具有良好金属吸收能力和聚集能力的植被。植物反射光谱的色调是应用光谱特征增强技术处理遥感图像的主要依据。分离提取出异常色调后，遥感技术可直观展现出这些异常色调，分析出植被对金属的吸收能力和聚集能力后则可为确定矿产位置提供一定的依据。

2.3 利用岩矿光谱技术进行识别

作为遥感地质勘查技术的理论基础，岩矿光谱技术适用于多光谱技术与高光谱技术，其主要是通过提取多光谱蚀变信息实现岩性识别与高光谱矿物识别的目的。多光谱技术较低的光谱分辨率使得岩矿的光谱特征表现力较弱，因此岩矿光谱技术在分析岩矿反射率差异时主要以图像线性信息与图像灰度特征为基础。较之多光谱技术，高光谱技术则既可获取到连续光谱信息，也可对地质类型加以直观地识别。综合使用多光谱技术与高光谱技术可对岩矿类型、与成矿作用有直接关系的矿物蚀变信息加以有效地识别，并可对蚀变强度进行定量，进而可为地质勘探工作提供强有力的技术支持。

3 加强遥感地质勘查技术应用的措施

前文笔者简要分析了遥感地质勘查技术的概念与特点，并探讨了其在地质勘探工作中的具体应用。由于我国在应用遥感地质勘查技术过程中仍存在不少问题，因而我们在实际应用过程中还需采取合理的措施来保证其应用效果。

3.1 加强对遥感技术理论研究

理论是实践的基础，遥感地质勘查技术的实际应用离不开有效的理论研究。因此我们首先需深入研究并分析大量与遥感技术相关的理论文献，为遥感技术的应用打下坚实的理论基础。除此以外，我们还需依据勘测区域的特点进行理论创新，不断丰富地质勘查技术应用的理论成果。

3.2 加强技术支持

技术支持在遥感地质勘查技术应用中处于十分关键的地位，因此我们首先需保持所应用的相关遥感设备的技术先进性，保证硬件基础；其次需加大引进与培养先进遥感技术人才的力度，以为遥感技术应用的准确性、合理性和科学性提供人才保证。

3.3 完善相关制度

遥感地质勘查技术的有效应用离不开相关制度的指导与规范，因此我们需积极完善诸如技术岗位责任制度的一系列制度，及时发现遥感地质勘查技术在应用过程中出现的问题，以促进我国遥感地质勘查技术的可持续发展。

4 结束语

综上所述，迅猛发展的国民经济使得国家对矿产资源的需求量越来越大，这对地质勘查技术的效率与精确度提出了越来越高的要求。对此，本文简单介绍了遥感地质勘查技术及其在地质勘探工作中的应用，并提出了加强其应用的具体措施，以期为相关人士提供理论参考。

参 考 文 献

[1] 王润生，熊盛青，聂洪峰，等.遥感地质勘查技术与应用研究[J].地质学报，2011，11：1699-1743.

[2] 易飞.遥感地质勘查技术探究与分析[J].住宅与房地产，2016，18：265.

光谱技术论文篇（6）

1 傅立叶红外光谱（FTIR）在纤维检验中的基本原理

傅立叶变换红外光谱仪（简称FTIR）具有扫描速度快、高分辨率、测定光谱范围宽等特点，并配备有功能很强的计算机系统，已经成为最有用的分析手段之一。在纺织品纤维检验中，当连续波长的红外光照射到纤维样品时，纤维分子就会选择吸收与其所含官能团固有振动频率相等的红外光，发生能级的跃迁，从而产生红外吸收光谱。红外光谱中的每一个特征吸收谱带都包含了试样分子中基团和化学键的信息。不同纤维的官能团不同，或单体的连接方式和空间相对关系不同，其产生的红外吸收峰的峰位和强度都会有所差异，将试样的红外光谱与已知红外光谱进行比较从而鉴别出纤维来[1]。

傅立叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）是分析物质表层成分结构信息的一种技术，它具有对样品无破坏性、操作方便迅速、灵敏度高等优点[2]。ATR-FTIR可以有效地得到聚合材料的红外图谱，制样简单、非破坏性、能够保持样品原貌进行测定，可以实现原位、实时、无损测量，这对于各种纤维成分的定性鉴别特别方便。ATR 光谱法是一种表面取样技术， 所获得的主要是样品表面层的光谱信息， 因此尤其适合观测样品表面的变化[3]。

2 在纤维成分检验中常用的红外光谱技术

2.1 FTIR透射光谱技术

常规FTIR透射光谱分析方法不仅可以鉴定未知纤维的种属，还可以对简单的混纺样品进行混纺率的定量测定等，该方法比较成熟，被广泛地应用在纤维检验实践中。透射红外光谱分析方法，重点是样品的制样过程，不同的纤维要选择不同的制样方法，否则就会得不到预期的效果。制样方法主要有溴化钾压片法和溶解薄膜法、熔融铸膜法。溴化钾压片法适用于可用切片切成粉末的纤维，溶解薄膜法适用于锦纶、醋纤、氯纶等纤维，熔融铸膜法适用于热塑性合成纤维。上述制样方法都存在过程繁琐的缺点，近年来各种现代化红外附件的成功应用，为FTIR纤维检测提供了很大的便利[1]。

2.2 衰减全反射红外光谱技术

为克服红外光谱制样繁琐以及某些样品难以制样的不足，20 世纪 60 年代初出现了衰减全反射（ Attenuated Total Refraction，ATR） 红外附件。80 年代初将 ATR 技术开始应用到傅立叶变换红外光谱仪上，产生了傅立叶变换衰减全反射红外光谱仪（ Attenuated Total internal Reflectance Fourier Transform Infraredspectroscopy，简称 ATR-FTIR） [4]。ATR 的应用极大地简化了测试的流程，使纤维成分的检测变得方便而快捷。ATR技术对于分析纺织纤维样品，分析速度快、对样品无损坏、不消耗化学药品，结果准确可靠。

当二组分混合纤维的混合比在30%～70%范围内时，多数混合纤维的ATR谱图中出现两种纤维的独立特征峰，据此可以鉴别混纺纤维。少数难以鉴别的混纺纤维，可以先确定一种纤维，再以其作为参比光谱做差谱分析，从而对第二组分纤维进行定性分析。由于对光谱差减的次数越多结果越不可靠，因而目前运用ATR法鉴别混纺织物主要二组分织物和少数三组分织物，四组分以上的就很困难了。这也是红外光谱仪不能大量有效应用在纤维定性分析上的主要原因之一[5]。

2.3 近红外漫反射光谱分析

因为物体对光的散射率随波长的减少而增大，近红外谱区光的波长比中红外区短，其散射的效率比中红外区高，因此近红外谱区适合做漫反射光谱或散射光谱分析，可以得到较高的信噪比和较宽的线性范围。适用于固态、液体和气态样品的检测。近红外光谱的信息量丰富、图谱的稳定性高、取得图谱比较容易，结合现代数学方法和计算机技术，可以从复杂背景中提取微弱信息[6]。通过将近红外光谱所反映的样品基团或组成与用参比方法测得的数据采用化学计量学方法建立校正模型，然后通过对未知样品光谱的测定和建立的校正模型来快速预测其组成[7]。近红外漫反射光谱分析是一种极有发展前途的光谱技术。

2.4 显微红外光谱技术

傅立叶变换红外光谱加一个红外显微镜附件就可进行显微红外光谱分析，可以进行单根纤维的检测。显微傅立叶变换红外光谱法是一种微量分析技术，它的特点有：灵敏度高，检测限低，极少的样品（几纳克）就能获得很好的红外光谱图；样品制备简单，对不透光样品可直接测定反射光谱；显微镜光路调节简单，容易实现显微镜对样品待分析部位定位；分析过程不会对样品有任何损坏。在纤维检验中能够进行种类鉴别，同时能够鉴别单根双组分纤维的成分，从而为各种混纺纤维的鉴别提供简便有效的方法。

3 红外光谱技术在纤维成分检验中的研究进展

3.1 红外光谱技术在纤维定性中的应用研究

关于红外光谱技术在纤维定性中的应用已经比较成熟。近来的文献主要集中在快速检测技术上。烟台市产品质量监督检验所的孙琳琳等人利用傅立叶红外光谱（ ATR）对某单位送检两件未知纤维样品进行鉴别，并且对比了傅立叶红外光谱（ ATR） 法和依据纺织行业标准 FZ /T 01057. 8―1999 红外光谱法两种方法所得纤维样品的红外谱图，所得测试结果一致。证明ATR法具有分析速度快、样品需求量小、对样品无损、不消耗检材、结果准确可靠的特点[8]。

辽宁警官高等专科学校的阎巍等人利用傅立叶红外光谱（ATR） 法对不同品牌不同厂家以及同一品牌不同颜色的各组的羊绒、腈纶等纤维样品进行检测，其试验可以快速、准确地鉴定出上述各组纤维[9]。

浙江省纺织测试研究院的王晓晴等人采用傅立叶衰减全反射红外光谱技术（FTIR-ATR）对新型功能性纤维――海藻纤维进行红外光谱扫描，对比了散纤维和无纺布两种外观形态下的海藻纤维红外光谱图，其分析得出：在3300cm-1左右出现的宽峰、1200 cm-1～1000 cm-1处的较强吸收峰、1610cm-1～1560cm-1和1440cm-1～1360cm-1之间的强吸收尖峰可以一同构成鉴别海藻纤维的特征峰。试验结果表明， 用FTIR-ATR技术可以快速、有效地鉴别出海藻纤维[10]。

3.2 红外光谱技术在纤维定量中的应用研究

在红外光谱技术中，近红外光谱在纤维定量分析中应用相对较广。在混纺纤维含量测定方面，2010年，吕丹[11]利用近红外光谱技术，利用主成分分析法和多元线性回归方法建立了不同产地羊绒-羊毛混纺纤维的定量分析模型，研究结果表明：定量分析模型的相关系数和预测标准偏差达到了1.2061，能够对羊绒-羊毛混纺纤维的含量进行准确的预测。

同年，杨萌[12]用46个棉/氨混纺样品建立了分析精度较高的近红外光谱分析模型，用于检测棉/氨混纺产品中氨纶含量，模型的相关系数达到0.99，预测结果证实了利用近红外光谱技术快速检测棉/氨混纺产品的可行性。

与近红外相比，中红外更多地应用到定性分析，随着红外光谱研究的不断深入，中红外也被应用于混合物的定量分析。2010 年陶丽珍等[13] 选取 2900cm-1、1717cm-1、721cm-1特征吸收峰作为定量分析峰，用溴化钾压片的制样方法，对比分析了运用峰面积比测定涤/棉混纺比的方法，得出结论是比值法测试精度更高。

纤维混纺比定量分析主要集中在两组分混合物的分析。对于多组分的定量，国内研究并不是很多。陈斌、蔡斌[14]采用信号分析理论中的相关分析技术，将三组分的涤纶-棉-毛样品与二组分的棉-毛样品进行相关分析，建立了基于偏最小二乘（PLS）方法的近红外校正模型，并对余下样品进行了预测分析。结果表明，借助相关分析算法，毛含量的预测相对均方差和相关系数分别从3.5575、0.9855提高到2.7835、0.9876。试验证明，多组分相关分析技术可以在复杂混合样品中提取出待测组分的近红外光谱信息，为建立较高精度的校正模型创造了条件。

参考文献：

[1] 王建滨，刘世玲，任晓慧.傅立叶红外光谱及附件技术在检验纤维中的应用[J].中国纤检，2011（9）：59-61.

[2] 刘净维，董建朋.傅立叶衰减全反射红外光谱法在纺织与印染中的应用与进展[J].中国商界，2008（5）：252-253.

[3] 陆永良，沈维，刘艳.红外光谱差减技术在纺织品定性分析中的应用[J].上海纺织科技，2010，38（7）：1-4.

[4] 黄红英，尹齐和.傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR） 的原理与应用进展[J]. 中山大学研究生学刊（自然科学、医学版），2011，32（1）：20-31.

[5] 韩非，杨瑜榕，刘贵，等.红外光谱在纤维定性定量分析中的应用[J].中国纤检，2012（10）：55-59.

[6] 王小天.相关分析技术在纺织纤维近红外快速检测中的应用[D].苏州大学硕士学位论文，2007.

[7] 姜伟.植物纤维原料化学定量方法研究及其近红外预测模型构建[D].东华大学博士学位论文，2013.

[8] 孙琳琳，张 磊，迟晓红.傅立叶红外光谱法鉴别纺织纤维[J].材料开发与应用，2015（6）：89-91.

[9] 阎 巍，张金庄.傅立叶红外光谱（ ATR ）法检验纺织纤维[J].辽宁警专学报，2007，11（6）：35-37.

[10] 王晓晴，廖艳芝，严方平，等.基于傅立叶衰减全反射红外光谱技术的海藻纤维鉴别分析. [J].中国纤检，2015（5）：66-68.

[11] 吕 丹，于 婵，赵国.利用近红外光谱进行羊绒与羊毛的鉴别技术研究[J].北京服装学院学报，2010，30（2）：29-34.

[12] 杨 萌. 近红外光谱技术在棉/氨纶面料分析中的应用[J].中国纤检，2010（11）：61-63.

光谱技术论文篇（7）

0前言

随着信息时代的到来，地质勘查与地质研究技术不断革新，如何利用遥感技术进行地质勘查，受到了越来越多学者的关注。较之其他范畴的地质勘查技术，遥感地质勘查技术具有其独特性，它利用影像直观地分析某区域的地质特性，搜集多元化的地质数据；然而遥感地质勘查技术也具有着一定的局限性，其地质状况分析过程必须经过实验室化验，获取手段较为复杂。因此，对遥感地质勘查技术的研究具有一定的现实意义，在应用过程中应注意扬长避短，发挥其最大效益。

1遥感地质勘查技术概述

1.1遥感地质勘查技术的概念

所谓遥感地质勘查技术，主要是利用飞机与卫星等遥感器等对检测地标的地质数据进行电磁、光谱的扫描与识别，从而深入地分析检测地标的地质特性，从而摸清地质信息与地质特征，为地质勘探工作提供更好的理论与数据依据，以便地质勘探与研究的顺利进行。较之传统的地质勘查技术相比，遥感地质勘查技术凭借其多层次、综合性及宏观性的特点，大大提升了地质勘查检测结果的精准性，具有技术先进、检测结果准确等优势，在现代地质勘查工作中占据着越来越重要的地位[1]。

1.2遥感地质勘查技术的特点

第一，遥感地质勘查技术具有一定的科学性。遥感技术的利用，为地质勘查工作数据采集提供了科学的理论依据。我国的遥感地质勘查技术应用例如卫星、飞机等高端遥感器对检测地标的具体地质状况进行科学的计算与检测，电磁技术、光谱技术同现代化计算机技术与现代化航拍器械的结合，使地质扫描工作更具科学性，为地质勘查与地质研究工作提供了科学的勘查数据与地质资料。第二，遥感地质勘查技术具有较强的精确性。随着矿产需求量不断增大，我国地质勘查工作不断细化，对地质勘查技术的精细化要求也越来越高。遥感地质勘查技术利用电磁技术与光谱技术对地质状况进行扫描与分析，满足了地质勘查工作的精细化需求。

2遥感地质勘查技术的具体应用

2.1对于地质构造信息的获取

在一般情况下，内生矿通常处于地质构造的异常部位与边缘部位，矿产资源主要分布在板块构造不同体的结合部位，这些地质信息都可以利用遥感地质勘查技术进行检测，在遥感器航拍的空间信息可以清楚地检测到板块构造边界地带的矿床。在利用遥感技术提取地质标志信息时，一般选择与检测区域具有成矿几率的线状、带状影像，同时在获取地质构造信息的过程中，对断裂与推覆体这一主要控矿构造模块的信息进行集中处理。在利用电磁与光谱技术扫描地质信息的过程中，由于外部因素与内部因素多方面的影响，图像成像的部分地质纹理信息与地质线性形迹难以清晰显示[2]。对地质构造信息的“模糊作用”可以合理利用专家目视解译或人机交互等科学方法对图像进行处理，利用科学的计算机图像恢复技术或目视比值分析等有效措施，突出重点地质构造信息。在地质构造信息提取的过程中，遥感地质勘查技术可以利用地表岩性特征、地质地貌特征等数据对地质构造隐性信息加以提取。

2.2利用岩矿光谱技术进行识别

岩矿光谱技术是遥感地质勘查技术的理论基础，适用于多光谱技术与高光谱技术，通过对多光谱蚀变信息的提取，对地质进行岩性识别与高光谱矿物识别。由于多光谱技术的光谱分辨率较低，导致岩矿的光谱特征表现力较弱，因此岩矿光谱技术主要基于图像线性信息与图像灰度特征，对岩矿的反射率差异进行分析。高光谱技术可以获取连续光谱信息，直观地识别地质类型，这是区别于多光谱技术的主要特征。岩矿光谱技术可以利用多光谱技术与高光谱技术有效地识别岩矿类型，识别与成矿作用有直接关系的矿物蚀变信息，对蚀变强度进行定量，为地质勘探工作提供技术支持。

2.3利用植被波谱特征进行找矿

矿产资源受到地下水微生物等外部因素的影响，可能使蕴藏的金属资源或矿产资源产生化学反应，使地表层产生一定程度上的结构变化，影响土壤层的成分组成[3]。地表植物对矿产资源存在着不同程度的聚集度与吸收度，使得地表植被的繁盛光谱特征产生不同的差异。基于这一特征，遥感地质勘查技术可以根据提取到的植被光谱异常信息进行分析，将植被光谱的异常色调进行有效的分离与提取，根据异常植被光谱对该地区是否存在矿产进行合理判定，提高矿靶区勘查工作的准确性，指导相关地质勘查工作的开展。针对植被对金属含量呈现的差异性，相关部门可以在既定矿区详细地收集植被样品的光谱特征，通过图像处理技术重点分析较为特殊的植被光谱，在光谱分析过程中，明确波谱测试技术灵敏度的有限性，对植被微弱的金属含量信息进行深入的分析，结合当地地质地貌实际情况科学地判定当时是否存在矿产资源。

3结论

随着我国国民经济的快速发展，国家对于矿产资源的需求量就越来越大，利用有效的矿产勘查技术显得尤为重要。遥感地质勘查技术一方面较之传统的勘查技术确实更具效率与精确性，可以根据实际地质情况进行有效的监测与评价，具有一定的先进性；另一方面随着矿产资源需求量的增大，遥感技术的发展面临着更为严峻的挑战。因此在应用遥感地质勘查技术的过程中，应不断对遥感技术进行完善与创新，实现对矿产资源的有效监控。

作者:缪杰 李凤 马娟 张辉 单位:1. 莒县陵阳地震台 2. 河北省地震局石家庄中心台 3. 昌邑地震台

光谱技术论文篇（8）

引言

传统的X线成像是经X射线透照被检查物件，将影像信息记录在胶片上，在显定影处理后，影像才能在照片上显示。计算机射线照相检测（简称CR）则不同，它是一种模拟数字照相成像系统，将透过物体的X射线影像信息记录在由辉尽性荧光物质制成的存储荧光板上，这种存储荧光板又称影像板或成像板（简称IP板），即用IP板取代传统的X射线胶片来接受X射线照射。拉曼光谱分析技术已经在化工 化学、生物医学、环境科学、和半导体电子技术等各种领域得到广泛应用。很多高 等学校都开设了拉曼光谱的实验课程。本论文主要对IP板的拉曼光谱进行测量，并 对结果进行分析，从而判断IP板的成分[1]。

一、成像板技术简介

（一）数字化的射线照相图像

IP板又称为无胶片暗盒、拉德成像板等，可以与普通胶片一样分成各种不同大 小规格以满足实际应用需要。IP板是基于某些荧光发射物质（可受光刺激的感光聚 合物涂层）具有保留潜在图像信息的能力，当对它进行X射线曝光时，这些荧光物 质内部晶体中的电子被投射到成像板上的射线所激励并被俘获到一个较高能带（半 稳定的高能状态）,形成潜在影像（光激发射荧光中心），再将该IP板置入CR读出设 备（读出器，CR阅读器）内用激光束扫描该板，在激光激发下（激光能量释放被 俘获的电子），光激发射荧光中心的电子将返回它们的初始能级，并产生可见光发射，这种光发射的强度与原来接收的射线剂量成比例（IP板发射荧光的量依赖于一次激发的X射线量，可在 1:104 的范围内具有良好的线性），光电接收器接收可见光 并转换为数字信号送入计算机进行处理，从而可以得到数字化的射线照相图像[2]。 CR技术利用的IP板可重复使用（IP板经过强光照射即可抹消潜影，因此可以重复使用）。

（二）IP 板图像信息的读出经X射线曝光后保留有潜在图像信息的IP板置入CR读出设备内，用激光束以2510x2510 的像素矩阵（像素约 0.1mm大小）对匀速移动的IP板整体进行精确而均 匀的扫描，激发出的蓝色可见光被自动跟踪的集光器（光电接收器）收集，再经光 电转换器转换成电信号，放大后经模拟/数字转换器（A/D）转换成数字化影像信息，送入计算机进行处理，最终形成射线照相的数字图像并通过监视器荧光屏显示出人眼可见的灰阶图像供观察分析。读出器分为多槽自动排列读出处理式和单槽读出处理式，前者可在相同时间内处理更多IP板。读出器输出的图像格式符合国际通用影 像传输标准DICOM 3.0，因此可以经过网络传输、归档及打印。

二、激光拉曼光谱的发现与发展

（一）激光拉曼光谱的发现

激光拉曼光谱得名于印度物理学家拉曼(Raman)。1928 年，拉曼首先从实验中 观察到单色的入射光投射到物质中产生的散射，通过对散射光的光谱进行分析，他 发现散射光除了含有与入射光相同频率的光之外，还包含有与入射光不同频率的 光。以后人们将这种散射光与入射光不同频率的现象称为拉曼散射(Raman scattering)。拉曼本人也因此荣获 1930 年的诺贝尔物理学奖。

（二）激光拉曼光谱的发展

在 1928-1940 年期间。由于可见光分光技术和照相感光技术已经发展起来，拉 曼光谱受到广泛的重视，曾经是研究分子结构的主要手段。1940-1960 年，拉曼光 谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（光强约为入射光强的 10-6），并要 求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到 40 年代中期， 红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落。1960 年以后，激光技术 的发展使拉曼技术得以复兴。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等众多方面的 优点，成为拉曼光谱的理想光源。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、医药、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。

我国科学家在国内开展的拉曼光谱学研究已涉及了广泛的学科领域，并取得了 许多世界一流的研究成果，在高温超导体、新型碳材料、功能晶体和催化剂等方面 的成就举世公认，尤其是在低维纳米材料和过渡金属增强拉曼光谱研究领域已步入 世界前沿。在理论方面，黄昆于 1988 年发表了超晶格拉曼散射的微观模型－黄－ 朱模型。该模型不仅正确地解释了选择定则问题，还揭示了界面模的物质本质，被人们广泛承认为超晶格拉曼散射的最正确的理论，也为更低维体系的拉曼散射理论 打下了基础。在实验方面，目前观察到的6种单声子模中，美国、德国和印度学者 各占一种，而我国学者却占了三种，并且张树霖教授还在国际上第一次观察到了超 晶格微观界面声子的单声子和多声子拉曼散射。因此可以说，我国低维结构的拉曼 光谱研究已进入世界最前沿。另外，我国是世界上最早开展表面增强拉曼光谱研究 的国家之一，近年厦门大学所做的过渡金属表面增强拉曼光谱研究，已两次被国际 拉曼光学大会安排作邀请报告。

（三）激光拉曼光谱的应用 拉曼光谱技术以其信息丰富，制样简单，水的干扰小等独特的优点，在化学、材料、物理、高分子、生物、医药、地质等领域有广泛的应用。拉曼光谱在有机化学方面主要是用作结构鉴定和分子相互作用的手段，它与 红外光谱互为补充，可以鉴别特殊的结构特征或特征基团。拉曼位移的大小、强度 及拉曼峰形状是鉴定化学键、官能团的重要依据。

在高聚物方面，拉曼光谱可以提供关于碳链或环的结构信息。在确定异构体（单体异构、位置异构、几何异构和空间立现异构等）的研究中拉曼光谱可以发挥其独特作用。电活性聚合物如聚毗咯、聚噻吩等的研究常利用拉曼光谱为工具，在 高聚物的工业生产方面，如对受挤压线性聚乙烯的形态、高强度纤维中紧束分子的 观测，以及聚乙烯磨损碎片结晶度的测量等研究中都采用了拉曼光谱。

拉曼光谱是研究生物大分子的有力手段，由于水的拉曼光谱很弱、谱图又很简 单，故拉曼光谱可以在接近自然状态、活性状态下来研究生物大分子的结构及其变化。拉曼光谱在蛋白质二级结构的研究、DNA 和致癌物分子间的作用、视紫红质在光循环中的结构变化、动脉硬化操作中的钙化沉积和红细胞膜的等研究中的应用均有文献报道。在表面和薄膜方面，拉曼光谱在材料的研究方面，在相组成界面、晶界等课题中可以做很多工作。

参考文献：

光谱技术论文篇（9）

众所周知，我国是一个农业大国，所以我们的国家的农产品质量在很大程度上影响着我们公民的健康和发展。随着拉曼光谱技术的发明和完善，也在农业现代化快速发展的背景下，这个技术在我们生活中农产品的质量检测中有了非常重要的地位。拉曼光谱技术是由一个印度物理学家在做实验时偶然发现的，这种光谱主要作用在分子极化率变化上，可以有着对应的非弹性的光谱。因为科技的快速发展，农业种植技术也在飞快向前发展，种植业也变得多样化和优质化。下面文章从拉曼技术的拉曼技术原理和发展历程、拉曼光谱技术在农产品质量安全检测方式进行详细讲解。

一、拉曼光谱技术的基本原理和发展

拉曼光谱是一种非弹性的分子弹射光谱，可以通过分子的转动和振动得到该分子的对称性和结构等，每一种物质都有自己独特的拉曼光谱。所以在很多物质的检测中，可以通过对分子的峰位和强度来对样品进行分子的定性和定量分析。拉曼光谱技术到现在已经有了八十年历史课，因为其的众多优势发展完善至今。随着现在科技的高速发展，很多科学家已经把拉曼光谱技术引用到了农产品的质量检测中，为农产品外部、内部检测和质量、安全检测提供了有力的保障和支持。

我国的拉曼光谱技术还正在起步的阶段，但是已经研制出了一些具有中国特色的拉曼光谱仪。在2009年开始，我国就已经在自主研发了一些具有专利的拉曼光谱仪器设备，到12年，自主研发的激光拉曼光谱仪成功。

二、果蔬内部、外部检测

水果和蔬菜都是含有丰富维生素、矿物质和各种w维素的物质，也是人类生活中不可缺少的一种补充营养的物质，随着拉曼光谱的渐渐成熟，其技术运用于果蔬内部外部检测已经有了一定的效果。国外对于拉曼光谱技术的运用已经有了一定的成果。比如有玫瑰果含有的对不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、亚麻油酸的检测；西红柿里质量参数的评估――碳水化合物和蛋白质；脐橙――检测肉糖度和硬度；在对大蒜的检测技术中也得到了惊人的效果。首先研究了大蒜里面的蒜氨酸，再得出其的同系物，检测到这两种同系物的特征峰，这种拉曼光谱技术可以帮助科学家更加方便和快捷地找到了有机物的同系物。以上多种事例充分地说明了拉曼光谱技术的快速、安全、可靠和敏感的优点，是一种值得用在食品内部质量检测的方式。

在果蔬的外部检测中，主要是针对果蔬的成熟度分层、表面的化学农药残留、表面受损程度和受污程度、激素含量等进行检测，拉曼光谱技术在逐年的发展和完善中，渐渐地形成了一种简便而又快速的体系。其中的例子有：FT_Raman技术有机结合模式识别技术来对地上捡的橄榄枝、冻坏的橄榄枝、完好的橄榄枝、发酵的橄榄枝、有疾病的橄榄枝等进行鉴别，而且鉴别的准确率一般在百分之九十二以上；两个生的和熟的番茄利用便携式的拉曼光谱仪进行分析，发现区别两种物质的主要认识成分是角质和表皮蜡，而熟的番茄主要认识成分则是胡萝卜素。用这些技术来分析和研究农药和激素残留也有很大的效果。其中，对应的两种数据库分别为：果蔬拉曼光谱和农药激素对应的拉曼光谱。从而才能在果蔬中准确地对果蔬营养成分和激素农药成分进行分别。比如基腺嘌呤是一种可以促进豆芽生长的植物生长调节剂，但是在食物中残留过多会对实用者产生一定的伤害，而科学家利用了快速溶剂提取前这种处理技术，可以很快建立出豆芽中此激素的残留模型，从而可以对豆芽的激素残留做出很好的判断。对于苹果表面的农药残留检测中，有机磷的农药检测磷含量一般为一百到十毫克每升，而在苹果上的地虫磷含量一般检测为百分之一，所以科学家以苹果作为一种载体，利用拉曼光谱技术检测出了再波长特定处可以发现苹果表面的农药残留，也经过大量的实践说明，这种技术用于果蔬外部检测具有良好的效果。

三、畜禽品质、安全检测

畜禽是人类的吃食上不可缺少的一种物质，所以畜禽的品质研究也非常重要。至今为止，国内外利用拉曼光谱技术来检测畜禽已经有了大量的实验数据，在研究方面有着非常成功的成果。在畜禽的检测中，主要体现在成分检测和品质检测。科学家利用了拉曼光谱技术证实了牛肉、羊肉、猪肉等多种肉的性是由其疏水性决定的，所以科学家就可以为此进行展开研究方法。首先，科学家们获得了各种动物（比如猪、狗、牛、羊等）的体内的132中脂肪成分，利用拉曼光谱技术对这132中脂肪进行区分，了解了这几种的起源，从而在检测肉的品质和蛋白质含量上有了参考作用。

近年来，因为食品的安全性质发生了各种各样的安全事件，也让国民对食物有了一定的消极心理。敌敌畏金华火腿、三鹿奶粉事件、瘦肉精事件、注水肉事件，这些关于畜禽质量安全事件的发生，让国家对畜禽质量安全检测有了更高的要求。三聚氰胺是一种富含氮的物质，所以可以和天然蛋白质一起存在乳制品中为乳制品的蛋白质含量检测做出积极的贡献。三聚氰胺成本低，当然成为各不良商家的上上之选。而利用拉曼光谱技术，可以绘制拉曼强度和三聚氰胺浓度关系曲线，可以观察出其中的三聚氰胺含量，并且不需要任何的化学物理处理，方便快捷，为畜禽的检测提供了可靠和安全的手段。

总的来说，拉曼光谱技术作为一种新型的、对于农产品无损的技术，可以为农产品种植业带来很大的益处，本文主要对拉曼光谱技术在果蔬和畜禽方面的应用做出了详细的讨论，但是拉曼光谱技术利用不止这些，可以检测种子成分、预测农作物的抗病性等，精准农业，为农业的高效可持续发展提供了一个新的方向。

参考文献：

光谱技术论文篇（10）

【关键词】近红外光谱煤化工煤炭直接液化

1 引言

近红外(nir)谱区是指介于可见区(vis)和中红外(mir)区之间的电磁波。根据美国试验和材料协会(astm)规定，其波长范围为700～2500nm。近红外光谱为分子振动光谱的倍频和组合频谱带，主要指含氢基团(c-h，o-h，n-h，s-h)的吸收，包含了绝大多数类型有机物组成和分子结构的丰富信息。由于不同的基团或同一基团在不同化学环境中的吸收波长有明显差别，因此可以作为获取有机化合物组成或性质信息的有效载体。近年来，近红外光谱法(nirs)在仪器、软件和应用技术上获得了高度发展，以高效和快速的特点异军突起，被誉为分析巨人。

2 近红外光谱技术特点

现代近红外光谱分析是光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术的有机结合。近红外光谱之所以成为一种快速、高效、适合在线分析的测试技术，是由其鲜明的技术特点决定的，主要表现在：（1）分析速度快。由于光谱的测量过程一般可在lmin内完成，因此，通过建立的校正模型可迅速测定出样品的组成或性质。（2）分析效率高。通过一次光谱的测量和已建立的相应校正模型，可同时对样品多个组成或性质进行测定。（3）使用方便，分析成本低，测试重现性好。（4）便于实现在线分析。由于近红外光在光纤中良好的传输特性，通过光纤可以使仪器远离采样现场，另外通过光纤也可测量恶劣或危险环境中的样品。

3 近红外光谱分析技术在煤化工行业中的应用

煤炭作为我国的主要能源，对我国国民经济的发展起着极其重要的作用。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于煤炭的利用和研究也越来越广泛和深入。近年来，如何更加合理、洁净、有效地利用煤炭，是目前煤化学研究领域中所面临的一个重要问题。由于近红外光谱分析技术具有效率高、成本低等自身的优点而备受煤化学工作者的青睐。

3.1近红外光谱分析技术在煤化学结构研究中的应用

近年来很多学者对煤结构的研究虽已做了大量的基础工作，但仍然存在一些争论，部分原因就是煤的非晶态及不均一结构。对煤中某些官能团归属的确认及分析，对煤的反应性研究具有重要的理论和实用意义。随着光栅红外的退出，傅立叶变换红外以其高分辨率和对数据的处理能力的大幅提高，使以前一些含糊不清的，甚至有可能产生错误概念的结论被重新确认和改写。ft-nir分析技术采用模型化合物对标准浓度确定的方法，对影响煤反应性的官能团进行定量分析，如煤中的烃基、芳氢与脂氢的比例、煤中的含氧官能团、ch2的链长等方面，这一方法的优点是一旦有一条高质量的标准曲线，对任一样品中官能团的浓度就可以快速准确地进行标定。

琚宜文等应用傅里叶变换红外光谱(ftir)对不同类型构造煤结构成分的应力效应进行了分析。结果表明在各类构造煤中，芳香结构、脂肪结构以及含氧官能团的结构成分吸收频率几乎一致，但吸收峰的强度却不相同，这正是在构造应力作用下构造煤变形程度及变形机制不同所引起的。在低、中和高煤级变质变形环境形成的不同类型构造煤中，随着构造变形的增强，富氢程度降低，富氧程度也越来越低，而缩合程度增高，但不同类型构造煤结构成分的含量变化又有区别。该法应用于构造煤结构成分应力效应的研究，取得了较满意的效果。

李荣西应用显微傅立叶红外光谱对一煤源岩样中的荧光镜质体、角质体和树脂体进行了分析测试，并采用红外光谱分谱技术，应用计算机曲线拟合方法对其化学结构和生烃性进行了定量分析研究。结果表明镜质体含有较高的c=o结构，而角质体和树脂体含有较高的脂肪烃(ch2+ch3)结构，煤岩单组分化学结构特征决定了它们具有不同的生烃特征。

褚廷湘等对不同温度下的氧化煤样通过红外光谱分析其微观结构及特征，得到煤样在不同低温氧化阶段的基团变化，从微观角度掌握煤样氧化过程的变化规律。通过对唐口煤矿1302工作面煤样的低温氧化和红外光谱分析，得到唐口煤矿煤样在低温氧化阶段的自燃倾向性和氧化过程中微观结构的变化规律，该成果为制定矿井内火灾的防治技术提供了科学依据。

3.2近红外光谱分析技术在煤质分析中的应用

近红外光谱技术具有快速、在线、绿色、廉价等优势可以在不破坏煤样的基础上同时对入厂电煤或入炉电煤的热值、水分、灰分及挥发分等进行检测，也可以按产地对电煤进行实时模式分类。因此，有效地将近红外技术应用在电煤在线快速检测上，一方面，可以解决传统化学方法费时、费力的问题，效率提高显著；另一方面，相对于同类γ射线产品价格便宜近十倍，有助于广泛快速地推广。丁仁杰等通过对元宝山电厂实际用煤的实验，介绍了结合偏最小二乘方法和近红外技术，对煤质指标：水分、灰分、挥发分和热值等进行建模的过程，并证明了其可行性。同时针对电煤建模特点，进一步介绍了先定性后定量建模预测的方法。

燃煤发热量是动力用煤的重要质量指标，也是锅炉运行的一个重要的参考参数。在煤质的研究中，因发热量（干燥无灰基）随煤的变质程度成较规律的变化，所以根据发热量可粗略地推测与变质程度有关的一些煤质特征，如粘结性、结焦性等。因为近红外光谱分析方法对含c-h的有机物比较敏感，而且发热量与挥发分之间有一定的相关性，所以从理论上讲，近红外测发热量可行。李凤瑞等将近红外分析技术应用于煤质在线分析，对某些标准煤样的近红外光谱进行了阅读分析，并采用多元线性回归方法对数据进行分析和处理，建立了多元线性模型，由此得出煤质发热量的预测值与人工化验标准值之间的相关系数为0.92，所建模型的定标标准差为1.58。

3.3近红外光谱分析技术在煤炭转化产品分析中的应用

煤转化产物主要为烃类化合物，官能团为c－h，特别适合于做近红外光谱分析。近红外光谱可以快速分析煤直接液化产品、液体产物以及精制后馏分的组成及物化性质，如汽油的辛烷值(ron、mon)、馏程、密度、雷氏蒸汽压、汽油piona组成（链烷、异构烷、烯烃、环烷和芳烃）、航煤冰点、柴油凝点、十六烷值、闪点、沥青含量等。

张铭金等采用毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱-色谱保留指数(gc/ftir-ri)联合解析技术，研究了高温煤焦油重油馏分的化学组成。分别从重油馏分300～330℃和330～360℃中分离并鉴定出70和61种化合物，了解到不同配煤工艺对煤焦油组成与性能的影响，从而获得了一些有意义的结果，为煤焦油的集中加工和新产品开发提供了重要依据。

4 结束语

近红外光谱在我国的发展较晚，经过仪器工作者的努力和与国外的交流的日益增多，特别是近年来在各领域的应用效益，人们对近红外光谱技术的认识越来越来深刻，随着近红外光谱技术的进一步开发，其在我国的应用越来越广泛。

参考文献：

[1]冯杰，李文英，李凡等.煤的结构与其反应性的关系[j].煤炭转化，1996，19(2)：1-8.

[2]flores d, suarez r i ,iglesias m j ,et al. application of ftir to the identification of some minerals present in the lignites from rio maior (portugal) [a].10th international conference of coal science [c].taiyuan:shanxi science and technology press.1999,65-68.

[3]solomon p r, pobert m c, ft-ir analysis of coal aliphatic and aromatic hydrogen concentration [j].fuel,1988,67:949-959.

[4]琚宜文，姜波，侯泉林等.构造煤结构成分应力效应的傅里叶变换红外光谱研究.光谱学与光谱析，2005，25(8):1216-1221.

[5]李荣西.煤源岩单组分化学结构及生烃性定量分析.石油实验地质，2001，23(1):84-88.

[6]褚廷湘，杨胜强，孙燕等.煤的低温氧化实验研究及红外光谱分析.中国安全科学学报，2008，18(1)：171-178.